優于常規 器件。
[0124]仿真 2
[0125] 利用第二組參數仿真本發明實例2制作的器件和常規器件的電特性，結果如圖5， 其中圖5 (a)是本發明器件與常規器件隨總劑量累積，關態漏電的增長趨勢；其中圖5(b)是 常規器件的轉移特性曲線；其中圖5(c)是本發明實例2制作的器件的轉移特性曲線。
[0126] 從圖5(a)中可以看出常規器件隨著總劑量累積，關態漏電迅速增加，當總劑量累 積至200krad時，常規器件已經出現明顯的關態漏電流。而本發明器件當總劑量累積至 IMrad時關態漏電幾乎不增加，比常規器件關態漏電流小6個數量級。
[0127] 從圖5(b)、圖5(c)中可以看出，在氧化物空間陷阱電荷濃度低的優良工藝條件 下，本發明器件無論在關態漏電、閾值電壓漂移以及亞閾值特性退化方面均大幅優于常規 器件。
[0128] 仿真 3
[0129] 利用第三組參數仿真本發明實例3制作的器件在不同溝道摻雜濃度下關態漏電 流隨總劑量變化曲線，結果如圖6。
[0130] 從圖6中可以看出，隨著溝道摻雜增加，本發明器件關態漏電呈減小趨勢，采用較 高的溝道摻雜可以使本發明器件獲得更小的關態泄漏電流。
[0131] 以上描述僅是本發明的三個具體實例，不構成對本發明的任何限制。顯然對于本 領域的專業人員來說，在了解本
【發明內容】
和原理后，都可能在不背離本發明的原理、結構的 情況下，進行形式和細節上的各種修正和改變，例如本發明的環套結構，除了本實例給出矩 形環及圓形環以外，還可使用其他非規則形狀環，這些基于發明思想的修正和改變仍在本 發明的權利要求保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于65皿工藝的環柵抗福照MOS場效應管，包括P型襯底（1)，和位于襯底上的 外延層（2)，其特征在于；外延層（2)中部內設有漏極有源區（3)，漏極有源區（3)外圍緊鄰 的外延層上方設有環形柵極（4)，柵極（4)內外兩側邊界下方的外延層內設有輕滲雜源漏 區巧），該輕滲雜源漏區之間的區域形成溝道；柵極（4)外圍緊鄰的外延層內設有環形源極 有源區化），源極有源區（6)外圍緊鄰的外延層內設有環形隔離槽（7)，形成依次包圍在有 源區（3)外部的柵環、源環和隔離槽環環套結構，W消除溝道與隔離槽界面處的寄生溝道， 實現抗福照加固。2. 根據權利要求1所述的基于65皿工藝的環柵抗福照M0S場效應管，其特征在于柵環 的形狀為矩形環或圓形環，柵環的寬度即柵長為65nm，柵環的長度即為柵寬，其數值根據所 需的器件寬長比確定。3. 根據權利要求1所述的基于65皿工藝的環柵抗福照M0S場效應管，其特征在于源環 的形狀為矩形環或圓形環，源環的寬度為120-180皿。4. 根據權利要求1所述的基于65皿工藝的環柵抗福照M0S場效應管，其特征在于隔離 槽環的形狀為矩形環或圓形環，隔離槽環的寬度為300-500nm。5. -種制備基于65皿工藝的環柵抗福照MOS場效應管的方法，包括如下過程： 1) 在P型襯底（1)上生長厚度600-1200皿的外延層（2)，再對外延層進行深度為 100-150皿，濃度為2X10"cm-3至IX10 18cm-3的滲雜，W調節溝道濃度； 2) 在外延層上通過干氧工藝在1100-1250°C的溫度下熱氧化生長5-10皿厚度的薄 Si〇2緩沖層，在Si〇2緩沖層上生長20-25皿厚度的Si3N4保護層，在Si3N4保護層上制作一層 光刻膠，通過曝光在SisN4保護層周邊的光刻膠上制作寬度300-500nm的隔離槽窗口并進行 刻蝕，形成隔離槽環（7)，刻蝕完成后清洗光刻膠，再在175-185°C的熱磯酸中清洗去除Si化 緩沖層與SisN4保護層； 3) 磯酸清洗后，使用化學汽相淀積CVD的方法生長隔離氧化物Si化，W填充隔離槽，并 進行化學機械拋光，拋光完成后再在溫度為175-185°C的熱磯酸液中清洗去除Si化緩沖層 與SisN4保護層； 4) 磯酸清洗后，通過干氧工藝在1100-1200°C的溫度下熱氧化生長6-12皿犧牲氧化 層，再使用HF溶液去除犧牲氧化層，使得Si表面更加潔凈，再在1100-1200°C的溫度下熱氧 化生長厚度l-2nm的柵氧化層，厚度精確WA; 5) 制作多晶娃柵 使用化學汽相淀積CVD的方法在柵氧化層上生長厚度為50-80nm的多晶娃層，在多晶 娃層上通過干氧工藝在1100-1250°C的溫度下熱氧化生長5-lOnm厚度的薄Si〇2緩沖層； 在Si化緩沖層上生長20-25皿厚度的Si3N4保護層，在Si3N4保護層上制作一層光刻膠， 通過曝光在保護層上方中間位置的光刻膠上刻蝕環狀的多晶娃柵極窗口并光刻，形成環狀 的65皿多晶娃柵（4); 再在175-185°C的熱磯酸液中清洗去除Si〇2緩沖層與Si3N4保護層； 6) 制作輕滲雜源漏 在1100-1250°C的溫度下對多晶娃柵與外延層進行熱氧化，使多晶娃柵與外延層表面 生長出3-5nm氧化層作為緩沖隔離層； 在緩沖隔離層上制作一層光刻膠，通過曝光在柵極兩側的光刻膠上刻蝕出輕滲雜源漏 區的注入窗口，并在該窗口內注入濃度為5 Xl〇i7cnT3至5 X 10 iscnfs的神離子，形成深度為 30-50皿的輕滲雜源漏巧）； 再清洗掉光刻膠保留緩沖隔離層； 7) 制作源漏區 在緩沖隔離層上生長20-25nm厚度的SisN4保護層，再在其上制作一層光刻膠，通過曝 光在緩沖層上刻蝕出注入窗口，窗口邊沿距離柵環外側120-180皿； 在窗口內對SisN4層進行反應離子刻蝕形成柵極側墻，并采用濃度2X10 19皿-3至 1XlO^cnTS的神離子注入對窗口內部進行滲雜，使柵極內、外側分別形成深度為4〇-8〇nm的 漏區（3)和環形源區化），其中源區寬度為120-180皿； 8) 源漏區滲雜完成后，使用氨氣酸HF溶液除去表面氧化物，完成基于65nm工藝的環柵 抗福照M0S場效應管的制作。6. 根據權利要求3所述的方法，其中所述步驟1)在P型襯底上生長厚度600-1200皿 的外延層，是采用化學汽相淀積的方法，其工藝條件是：反應物為SiH4;溫度為550-650°C。7. 根據權利要求3所述的方法，其中所述步驟3)使用化學汽相淀積CVD的方法生長隔 離氧化物Si〇2,其工藝條件是：反應物為〇2與SiH4;溫度為400-550°C。8. 根據權利要求3所述的方法，其中所述步驟5)使用化學汽相淀積CVD的方法生長厚 度50-80nm的多晶娃層，其工藝條件是：反應物為SiH4;溫度為400-550°C。
【專利摘要】本發明公開了一種基于65nm工藝的環柵抗輻照MOS場效應管，主要解決傳統65nm MOS場效應管在總劑量輻照環境下，閾值電壓漂移、亞閾值擺幅退化和關態漏電流退化的問題。其包括P型襯底(1)和位于襯底上的外延層(2)，外延層中部內設有漏區(3)，漏區外圍緊鄰的外延層上方設有柵極(4)，柵極內外兩側邊界下方的外延層內設有輕摻雜源漏區(5)，該輕摻雜源漏區之間的區域形成溝道；柵極外圍緊鄰的外延層內設有源區(6)，源區外圍緊鄰的外延層內設有隔離槽(7)，形成依次包圍在有源區外部的柵環、源環和隔離槽環環套結構。本發明提高了器件抗總劑量輻照能力，可用于大規模集成電路的制備。
【IPC分類】H01L21/336, H01L29/423, H01L29/78, H01L21/28
【公開號】CN104934475
【申請號】CN201510108395
【發明人】劉紅俠, 陳樹鵬, 張丹, 陳煜海, 劉永杰, 王倩瓊, 趙東東, 汪星
【申請人】西安電子科技大學
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年3月12日